菲涅尔光热电站或将反超槽式和塔式？

近日，德国光热公司FRENELL推出一种新型菲涅尔光热电站设计方案，主要利用高温熔盐储热系统来保证隔夜储能，希望凭此大幅降低储能成本，同时提高暂居塔式和槽式之后的菲涅尔光热发电技术的市场份额。

据了解，截至目前，全球菲涅尔光热电站的装机量总计约177MW，而槽式、塔式光热电站的装机总量分别为4.2GW和629MW。

虽然菲涅尔系统的自身特性决定了其无法达到足够高的温度来带动系统运转并储存充足的热能。但是菲涅尔光热电站设计在生产和安装环节具备很大的成本优势。

众所周知，储能系统一直被视为光热技术的主要竞争力以及行业得以发展的关键驱动力。而Frenell近日宣布的首个商业化线性菲涅尔聚焦技术——采用熔盐作为传热介质（HTF）和储热（TES）介质——这对增强光热发电技术的竞争力而言，无疑是锦上添花。

Frenell的直接熔盐传储热技术（Direct Molten Salt，简称DMS）是将熔盐同时作为传热和储热介质，有利于双罐熔盐储热系统的整合。

“相对于大多采用合成导热油作为传热介质的槽式系统，Frenell的这一新型菲涅尔系统将不再需要油-盐换热器，而且熔盐的储热温度也不再受到导热油传热介质的最高温度的限制，”Frenell的项目工程师Anton Hoffmann介绍说，“熔盐作为传热介质，其系统工作温度会提升至550摄氏度左右，这样一来，我们就能够运用先进的再热朗肯循环蒸汽涡轮机，不言而喻，电站的发电效率会得到显著提升。”

Frenell方面表示，他们的新方案带有超过15小时的储热系统，不但能够保证基荷发电，还能使平准化发电成本（LCOE）降低到$50/MWh~$70/MWh。

根据国际可再生能源机构（IRENA）最近发布的公告显示，到2025年之前，预计槽式光热电站的发电成本将下降37％至$90/MWh，塔式光热电站的发电成本将下降43％至$80/MWh。

如果Frenell所言能够实现，那么菲涅尔技术的发电成本将远低于塔式和槽式技术路线，如此一来，菲涅尔技术反超目前风头正盛的槽式、塔式的目标或将成为现实。

投资更加低廉

“菲涅尔系统无论在生产、还是现场安装方面，其优势都远大于槽式技术路线，”Hoffmann表示，“我们的光场中的镜子是由平面浮法玻璃加工而成，相对于槽式反射镜的曲面镜子而言，成本要低很多。”

菲涅尔光热电站光场中的镜面比较靠近地面，对风力负载的敏感性较低，因此只需要相对较薄的支撑结构，这种支架的原料是成本较低的卷钢和标准钢材。

此外，由于菲涅尔聚光系统中的集热管位置固定，因此并不需要安装槽式集热器中使用的旋转接头或者柔性软管，这不但进一步降低了成本，“还无需像槽式熔盐系统那样，需考虑熔盐对这些组件的腐蚀性。”Hoffmann表示。

而大部分现已落成的菲涅尔项目都获得了商业银行贷款，这侧面说明了该技术具有较高的可融资性。

目前，全球最大的菲涅尔光热发电站是印度装机125MW的Reliance Areva CSP1项目，该项目75%的建设资金是通过海外融资获得，5%是地方债务，余下的25%则采用股权融资方式筹集。

而西班牙装机30MW的Puerto Errado2电站便采用了Frenell提供的集热器，已于2012年5月投运，该电站的融资渠道是位于欧洲的三家商业银行。

表：目前中外在建的菲涅尔光热电站名单（数据来自CSP Today，CSPPLAZA修正）

工业领域的广阔应用前景

“更易实现工业领域的广泛应用预示着菲涅尔技术具有极大的潜在市场”，太阳能开发商Enerray的首席执行官米歇尔Scandellari表示。

Enerray是由意大利综合企业Maccaferri集团在2007创立的，曾经主要的业务重心是光伏市场。2014年，该公司成功中标装机1MW的光热-有机朗肯循环（ORC）示范项目，为工业生产提供所需的电力和热能。

该项目包括一个线性菲涅尔集热器，旁边是一套小型的槽式系统，预计该电站将于今年九月份投运。

据悉，该电站的投资成本总计650万欧元（约合740万美元），目前，世界上最大的磷酸盐生产供应商——位于摩洛哥的OCP集团正在为该项目提供资金支持，并帮助评估其产量在未来的应用前景。

“从供热和供电的角度来讲，菲涅尔技术在工业应用领域，特别是在采矿业将会有不错的发展，”Scandellari说，“因为最佳的采矿场大多位于摩洛哥，南非，智利，巴西和西澳等部分地区，而这些地方的太阳辐照资源恰好十分丰富，得天独厚的自然条件为菲涅尔光热技术的发展助了一臂之力。一些新兴市场如伊朗也为菲涅尔技术提供了良好的发展机会。”

“Frenell采用的直接熔盐传储热技术，让菲涅尔技术上了一个台阶，而在不久的将来，随着菲涅尔光热技术部署的日益广泛，将会带来成本的进一步下降，现在的线性菲涅尔只是降低成本的一个开端。”Hoffman说。